KR101661355B1 - 통신 시스템에서 타이밍 동기 에러 보상 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인도어 통신 시스템의 기지국에서 타이밍 동기 에러 보상을 수행하는 방법에 있어서, 사용자 단말기의 타이밍 동기 에러 보상이 필요한 경우, 상기 타이밍 동기 에러 보상과 관련된 정보를 포함하는 메시지를 생성하는 과정과, 상기 사용자 단말기에게 상기 생성된 메시지를 방송하는 과정을 포함하며, 상기 사용자 단말기는 상기 인도어 통신 시스템의 서비스 영역에 위치하고, 상기 타이밍 에러 보상과 관련된 정보는 상기 기지국의 서비스 영역이 상기 사용자 단말기의 타이밍 동기 에러 보상을 필요로 하는 영역임을 나타냄을 특징으로 한다.
타이밍 동기 에러, 타이밍 동기 에러 보상 영역, 타이밍 동기 에러 보상 값, CP, 피코 셀

Description

통신 시스템에서 타이밍 동기 에러 보상 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS TO COMPENSATE A TIMING SYNCHRONIZATION ERROR IN A COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 통신 시스템에서 타이밍 동기 에러를 보상하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 통신 시스템에서 실내 피코 셀(indoor pico cell)의 기지국(base station)은 매크로(macro) 셀의 기지국에 비해 타이밍 동기를 정확하게 설정하는 것이 곤란하다. 그 이유는 상기 매크로 기지국은 전세계 위치 시스템(GPS: Global Positioning System, 이하 'GPS'라 칭하기로 한다)을 사용하여 타이밍 동기를 설정하는데 반해, 상기 실내 피코 셀의 기지국은 GPS를 사용하는 것 자체가 곤란하고, 따라서 GPS를 사용하여 타이밍 동기를 설정하는 것이 곤란하기 때문이다. 일 예로, 모바일 와이맥스(Mobile WiMAX(World Interoperability for Microwave Access) 통신 시스템의 경우, 매크로 기지국의 타이밍 동기 정확도가 ±1μs인 반면, 실내 피코 셀 기지국의 타이밍 동기 정확도는 ±3.5μs ~ ±2.5μs로 매크로 기지국의 타이밍 동기 정확도에 비해 약 3배의 높은 에러 수준을 갖는다. 각 기지국의 시간 동기 오차를 θ라고 가정하면, 서로 인접한 두 기지국들, 즉 기지국 A와 기지국 B의 수신 신호간 타이밍의 차이 θA-θB는 θdiff로 나타낼 수 있다. 일 예로, θ의 범위가 ±3.5μs일 경우, θdiff의 범위는 ±7.0μs가 된다.
이렇게 기지국 수신 신호간 타이밍의 차이가 증가할수록 다양한 문제점들이 발생할 수 있으며, 그 중 대표적인 문제점들은 사용자 단말기(UE: User Equipment, 이하 'UE'라 칭하기로 한다)의 셀 스캐닝(cell scanning) 성능이 저하된다는 문제점과 방송 서비스(MBS: Multicast and Broadcast Service, 이하 'MBS'라 칭하기로 한다) 제공시 UE의 타이밍 동기 설정 및 채널 추정에 에러가 발생한다는 문제점이다.
첫 번째로, 도 1 및 도 2를 참조하여 UE가 서빙 기지국과 인접 기지국으로부터 각각 수신하는 기지국 수신 신호들간의 타이밍의 차이 증가에 따라 UE의 셀 스캐닝 성능이 저하되는 문제점에 대해서 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 통신 시스템에서 기지국 수신 신호들간의 타이밍의 차이를 도시한 도면으로서, 이는 모바일 와이맥스 통신 시스템의 예를 든 것이다.
도 1을 설명하기에 앞서, UE는 인접 기지국에서 송신하는 프리앰블(preamble)을 사용하여 캐리어대 간섭 잡음비(CINR: Carrier to Interference and Noise Ratio, 이하 'CINR'이라 칭하기로 한다)를 추정하고, 서빙(serving) 기지국에서 송신하는 프리앰블의 CINR과 비교하는 셀 스캐닝 동작을 수행함으로써 핸드오버(handover) 여부를 결정한다. 상기 셀 스캐닝 동작을 수행할 경우, 상기 UE는 서빙 기지국을 기준으로 타이밍 동기를 설정한 후, 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform, 이하 'FFT'라 칭하기로 한다) 동작을 통해 상관(correlation) 동작을 수행한다. 이 경우 UE가 스캐닝하는 기지국의 신호가 UE에 설정되어 있는 타이밍 포인트(timing point)보다 빠르게 수신되는 경우 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 심볼간 간섭(ISI: Inter Symbol Interference, 이하 'ISI'라 칭하기로 한다)이 발생하게 된다. 즉, 도 1에서 인접 기지국 수신 신호는 UE에 설정되어 있는 타이밍 포인트보다 빠르게 수신되므로, 프리앰블 신호가 종료되는 구간부터 수신되는 다음 심볼의 신호가 ISI를 발생시키게 된다.
상기 ISI는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 미리 설정되어 있는 임계 CINR을 초과하는 CINR 영역에서 CINR 추정 에러를 발생시키게 된다. 일 예로, 도 2에서 인접 기지국과 서빙 기지국으로부터 수신 신호들간의 타이밍의 차이 θdiff가 5.0μs인 경우 17.9dB에서 CINR floor가 발생하고, 인접 기지국과 서빙 기지국으로부터 수신 신호들간의 타이밍의 차이 θdiff가 7.0μs인 경우 16.3dB에서 CINR floor가 발생함을 알 수 있다. 특히, 상기 모바일 와이맥스 통신 시스템이 주파수 재사용 계수(frequency reuse factor) 3을 사용할 경우, 임계 CINR을 초과하는 CINR 영역에서도 핸드오버가 발생하여 10dB 이상의 비교적 높은 CINR 영역에서도 정확한 CINR 추정 성능이 요구된다. 이 경우, 상기 셀 스캐닝 성능 저하는 상기 모바일 와이맥스 통신 시스템의 성능을 저하시키는 치명적인 요인으로 작용할 수 있다.
두 번째로, 도 3을 참조하여 MBS 제공시 UE의 타이밍 동기 설정 및 채널 추정에 에러가 발생하는 문제점에 대해서 설명하기로 한다.
도 3을 설명하기에 앞서, MBS 제공시 UE는 프리앰블을 시간 영역(time domain)에서 재생성하고, 상호 상관(cross-correlation) 동작을 수행함으로써 미세 동기를 획득하고, 서빙 기지국의 피크 패스(peak path)를 기준으로 FFT 윈도우(window)를 설정한다. 이 경우, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 서빙 기지국의 채널 임펄스 응답(CIR: Channel Impulse Response, 이하 'CIR'이라 칭하기로 한다)이 인접 기지국의 CIR보다 느리면, 즉 인접 기지국과 서빙 기지국으로부터의 수신 신호들간의 타이밍의 차이 θdiff가 0미만이면(θdiff<0), 도 1에서 설명한 바와 같이 ISI가 발생한다. 상기 ISI 발생으로 인해 요구 CINR(required CINR)이 증가하고, 상기 요구 CINR의 증가는 임계 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme, 이하 'MCS'라 칭하기로 한다) 레벨, 일 예로 64QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 1/2 이상의 MCS 레벨 지원을 불가능하게 한다.
따라서, 기지국 수신 신호들간의 타이밍의 차이를 감소시킬 수 있도록 타이밍 동기 에러를 보상하는 방안에 대한 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 통신 시스템에서 타이밍 동기 에러 보상 방법 및 장치를 제안한다.
또한, 본 발명은 통신 시스템에서 UE의 셀 스캐닝 성능을 향상시키는 타이밍 동기 에러 보상 방법 및 장치를 제안한다.
또한, 본 발명은 통신 시스템에서 MBS 제공시 UE의 타이밍 동기 설정 및 채널 추정 성능을 향상시키는 타이밍 동기 에러 보상 방법 및 장치를 제안한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 방법은; 인도어 통신 시스템의 기지국에서 타이밍 동기 에러 보상을 수행하는 방법에 있어서, 사용자 단말기의 타이밍 동기 에러 보상이 필요한 경우, 상기 타이밍 동기 에러 보상과 관련된 정보를 포함하는 메시지를 생성하는 과정과, 상기 사용자 단말기에게 상기 생성된 메시지를 방송하는 과정을 포함하며, 상기 사용자 단말기는 상기 인도어 통신 시스템의 서비스 영역에 위치하고, 상기 타이밍 에러 보상과 관련된 정보는 상기 기지국의 서비스 영역이 상기 사용자 단말기의 타이밍 동기 에러 보상을 필요로 하는 영역임을 나타냄을 특징으로 한다. 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 다른 방법은; 인도어 통신 시스템의 사용자 단말기에서 타이밍 동기 에러 보상을 수행하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 방송되는 타이밍 동기 에러 보상과 관련된 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 과정과, 상기 수신된 메시지에 따라 상기 타이밍 동기 에러 보상을 수행하는 과정과, 상기 사용자 단말기는 상기 인도어 통신 시스템의 서비스 영역에 위치하고, 상기 타이밍 에러 보상과 관련된 정보는 상기 기지국의 서비스 영역이 상기 사용자 단말기의 타이밍 동기 에러 보상을 필요로 하는 영역임을 나타냄을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 또 다른 방법은; 인도어 통신 시스템의 사용자 단말기에서 타이밍 동기 에러 보상을 수행하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 상기 기지국의 서비스 영역이 상기 사용자 단말기의 타이밍 동기 에러 보상이 필요로 되는 타이밍 동기 에러 보상 영역임을 나타내는 메시지를 수신하는 과정과, 상기 사용자 단말기가 현재 방송 서비스(multicast and broadcast service: MBS)를 제공받고 있는지 혹은 셀 스캐닝(cell scanning) 동작을 수행하고 있는지 결정하는 과정과, 상기 타이밍 동기 에러 보상이 필요할 경우 상기 타이밍 동기 에러 보상을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 한다. 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 또 다른 방법은; 인도어 통신 시스템의 사용자 단말기에서 타이밍 동기 에러 보상을 수행하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 타이밍 포인트 이동 명령을 포함하는 메시지를 수신하는 과정과, 상기 사용자 단말기가 현재 방송 서비스(multicast and broadcast service: MBS)를 제공받고 있는지 혹은 셀 스캐닝(cell scanning) 동작을 수행하고 있는지 결정하는 과정과, 상기 사용자 단말기가 현재 방송 서비스를 제공받고 있거나 혹은 셀 스캐닝 동작을 수행하고 있을 경우, 상기 타이밍 동기 에러 보상이 필요한지 결정하는 과정과, 상기 타이밍 동기 에러 보상이 필요할 경우 상기 타이밍 동기 에러 보상을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 장치는; 인도어 통신 시스템의 기지국에 있어서, 사용자 단말기의 타이밍 동기 에러 보상이 필요한 경우, 상기 타이밍 동기 에러 보상과 관련된 정보를 포함하는 메시지를 생성하는 제어기와, 상기 사용자 단말기에게 상기 생성된 메시지를 방송하는 송신기를 포함하며, 상기 사용자 단말기는 상기 인도어 통신 시스템의 서비스 영역에 위치하고, 상기 타이밍 에러 보상과 관련된 정보는 상기 기지국의 서비스 영역이 상기 사용자 단말기의 타이밍 동기 에러 보상을 필요로 하는 영역임을 나타냄을 특징으로 한다. 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 다른 장치는; 인도어 통신 시스템의 사용자 단말기에 있어서, 기지국으로부터 방송되는 타이밍 동기 에러 보상과 관련된 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 수신기와, 상기 수신된 메시지에 따라 상기 타이밍 동기 에러 보상을 수행하는 제어기를 포함하며, 상기 사용자 단말기는 상기 인도어 통신 시스템의 서비스 영역에 위치하고, 상기 타이밍 에러 보상과 관련된 정보는 상기 기지국의 서비스 영역이 상기 사용자 단말기의 타이밍 동기 에러 보상을 필요로 하는 영역임을 나타냄을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 또 다른 장치는; 인도어 통신 시스템의 사용자 단말기에 있어서, 기지국으로부터 상기 기지국의 서비스 영역이 상기 사용자 단말기의 타이밍 동기 에러 보상이 필요로 되는 타이밍 동기 에러 보상 영역임을 나타내는 메시지를 수신하는 수신기와, 상기 사용자 단말기가 현재 방송 서비스(multicast and broadcast service: MBS)를 제공받고 있는지 혹은 셀 스캐닝(cell scanning) 동작을 수행하고 있는지 결정하고, 상기 타이밍 동기 에러 보상이 필요할 경우 상기 타이밍 동기 에러 보상을 수행하는 제어기를 포함함을 특징으로 한다. 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 또 다른 장치는; 인도어 통신 시스템의 사용자 단말기에 있어서, 기지국으로부터 타이밍 포인트 이동 명령을 포함하는 메시지를 수신하는 수신기와, 상기 사용자 단말기가 현재 방송 서비스(multicast and broadcast service: MBS)를 제공받고 있는지 혹은 셀 스캐닝(cell scanning) 동작을 수행하고 있는지 결정하고, 상기 사용자 단말기가 현재 방송 서비스를 제공받고 있거나 혹은 셀 스캐닝 동작을 수행하고 있을 경우, 상기 타이밍 동기 에러 보상이 필요한지 결정하고, 상기 타이밍 동기 에러 보상이 필요할 경우 상기 타이밍 동기 에러 보상을 수행하는 제어기를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명은 통신 시스템에서 기지국이 UE의 타이밍 동기 에러 보상이 필요함 을 통보하고, 이에 따라 UE가 타이밍 동기 에러를 보상함으로써, UE의 셀 스캐닝 성능을 향상시키고, MBS 제공시 UE의 타이밍 동기 설정 및 채널 추정 성능을 향상시킨다는 효과를 가진다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은 통신 시스템에서 타이밍(timing) 동기 에러를 보상하는 방법 및 장치를 제안한다. 본 발명의 실시 예에서는 상기 통신 시스템의 일 예로 모바일 와이맥스(Mobile WiMAX(World Interoperability for Microwave Access) 실내 피코 셀(indoor pico cell) 통신 시스템을 가정하기로 한다. 본 발명의 실시 예에서 제안하는 타이밍 동기 에러 보상 방법 및 장치는 상기 모바일 와이맥스 실내 피코 셀 통신 시스템 뿐만 아니라 다른 통신 시스템에서도 사용될 수도 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 실시 예에서 제안하는 타이밍 동기 에러 보상 방법 및 장치는 상기 모바일 와이맥스 실내 피코 셀 통신 시스템과 같이 전세계 위치 시스템(GPS: Global Positioning System, 이하 'GPS'라 칭하기로 한다)을 사용하여 타이밍 동기를 설정하는 것이 곤란한 실내 통신 시스템이 적용되는 다른 통신 시스템에서 유용하게 사용될 수 있다.
먼저, 실내 피코 셀 통신 시스템의 경우 사이클릭 프리픽스(CP: Cyclic Prefix, 이하 'CP'라 칭하기로 한다)에 비해 채널의 최대 초과 지연(maximum excess delay)이 현저히 작으므로, 잉여 CP를 타이밍 동기 에러 보상을 위해 사용할 수 있다. 상기 CP의 길이를 TCP라고 가정하고, 채널의 최대 초과 지연 확산(maximum excess delay spread)을 Tmax_excess_delay라고 가정하면, 상기 잉여 CP 즉, TCP- Tmax_excess_delay를 타이밍 동기 에러 보상을 위해 사용할 수 있다.
한편, 서빙(serving) 기지국(BS: Base Station)의 수신 신호 타이밍에 비해 인접 기지국의 수신 신호 타이밍이 빠르거나 느린 경우 모두 심볼간 간섭(ISI: Inter Symbol Interference, 이하 'ISI'라 칭하기로 한다)이 발생하지 않도록 타이밍 동기 에러가 보상되어야한다. 그러므로 사용자 단말기(UE: User Equipment, 이하 'UE'라 칭하기로 한다)는 현재 설정되어 있는 타이밍 포인트(timing point)를 타이밍 동기 에러 보상 값 Tadvance만큼 앞으로 당김으로써 타이밍 동기 에러를 보상할 수 있다. 여기서, 타이밍 동기 에러 보상 값 Tadvance는 하기 수학식 1에 나타낸 바와 같다.
Figure 112009066577532-pat00001
일 예로, 상기 실내 피코 셀 통신 시스템에서 사용하는 CP의 길이가 11.43μs이고, 채널의 최대 초과 지연 확산이 0.70μs일 경우 11.43μs -0.70μs = 10.73μs를 타이밍 동기 보상을 위해 사용할 수 있고, UE는 서빙 기지국의 수신 신호 타이밍에 비해 인접 기지국의 수신 신호 타이밍이 빠르거나 느린 경우 모두 ISI가 발생하지 않도록 보장하기 위해 타이밍 포인트를 현재 설정되어 있는 타이밍 포인트에서 10.73μs의 1/2인 5.36μs만큼 앞으로 당김으로써 타이밍 동기 에러를 보상할 수 있다.
한편, UE가 타이밍 동기 에러를 보상하기 위해서는 기지국이 하기와 같은 세 가지 방식 중 어느 한 방식을 사용하여 UE의 타이밍 동기 에러 보상이 필요함을 통보해야 한다. 이하, 설명의 편의상 UE의 타이밍 동기 에러 보상이 필요한 영역을 '타이밍 동기 에러 보상 영역'이라고 칭하기로 한다.
첫 번째 방식은 기지국이 매체 접속 제어(MAC: Medium Access Control, 이하 'MAC'이라 칭하기로 한다) 메시지 혹은 어플리케이션(application) 메시지와 같은 별도의 메시지를 사용하여 상기 UE가 타이밍 동기 에러 보상 영역에 존재함을 통보하는 방식이다. 즉, 상기 기지국은 상기 기지국의 서비스 영역이 타이밍 동기 에러 보상 영역임을 나타내는 정보를 포함하는 MAC 메시지 혹은 어플리케이션 메시지를 방송(broadcast)함으로써 상기 UE의 타이밍 동기 에러 보상이 필요함을 통보하는 것이다. 이하, 설명의 편의상 상기 첫 번째 방식을 '제1통보 방식'이라 칭하기로 한다.
두 번째 방식은 상기 기지국이 상기 기지국의 서비스 영역이 타이밍 동기 에러 보상 영역임을 나타내는 프리앰블(preamble)을 송신하는 방식이다. 즉, 상기 기지국은 상기 기지국의 서비스 영역이 타이밍 동기 에러 보상 영역임을 나타내는 프 리앰블을 송신함으로써 상기 UE의 타이밍 동기 에러 보상이 필요함을 통보하는 것이다. 이하, 설명의 편의상 상기 두 번째 방식을 '제2통보 방식'이라 칭하기로 한다.
세 번째 방식은 상기 기지국이 MAC 메시지 혹은 어플리케이션 메시지와 같은 별도의 메시지를 사용하여 UE의 타이밍 포인트 이동을 명령하는 방식이다. 즉, 상기 기지국은 UE의 타이밍 포인트 이동을 명령함으로써 상기 UE의 타이밍 동기 에러 보상이 필요함을 통보하는 것이다. 이하, 설명의 편의상 상기 세 번째 방식을 '제3통보 방식'이라 칭하기로 한다.
그러면 여기서 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 실내 피코 셀 통신 시스템의 기지국 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 실내 피코 셀 통신 시스템의 기지국 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 기국은 제어기(411)와, 메모리(413)와, 송신기(415)를 포함한다. 상기 제어기(411)는 상기 기지국 전체 동작을 제어하며, 상기에서 설명한 제1통보 방식 내지 제3통보 방식 중 어느 통보 방식을 사용하여 UE의 타이밍 동기 에러 보상이 필요함을 통보하는지에 따라 하기와 같은 세 가지 방식 중 한 가지 방식으로 동작한다.
첫 번째로, 상기 기지국이 제1통보 방식을 사용할 경우, 상기 제어기(411)는 상기 기지국의 서비스 영역이 타이밍 동기 에러 보상 영역임을 나타내는 MAC 메시지 혹은 어플리케이션 메시지와 같은 별도의 메시지를 생성하고, 상기 생성된 메시 지를 상기 송신기(415)를 통해 방송하도록 제어한다.
두 번째로, 상기 기지국이 제2통보 방식을 사용할 경우, 상기 제어기(411)는 상기 메모리(413)에 저장되어 있는 프리앰블을 상기 송신기(415)를 통해 송신하도록 제어한다. 여기서, 상기 프리앰블은 상기 기지국의 서비스 영역이 타이밍 동기 에러 보상 영역임을 나타낸다.
세 번째로, 상기 기지국이 제3통보 방식을 사용할 경우, 상기 제어기(411)는 UE의 타이밍 포인트 이동을 명령하는 MAC 메시지 혹은 어플리케이션 메시지와 같은 별도의 메시지를 생성하고, 상기 생성된 메시지를 상기 송신기(415)를 통해 송신하도록 제어한다.
한편, 도 4에는 제어기(411)와, 메모리(413)와, 송신기(415)가 별도의 블록으로 도시되어 있으나 상기 제어기(411)와, 메모리(413)와, 송신기(415)가 1개의 블록으로 통합 구현될 수 있음은 물론이다.
다음으로 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 실내 피코 셀 통신 시스템의 UE 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 실내 피코 셀 통신 시스템의 UE 구조를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 상기 UE는 수신기(511)와, 제어기(513)와, 타이밍 동기 설정기(515)를 포함한다. 상기 제어기(513)는 상기 UE 전체 동작을 제어하며, 상기 기지국이 상기 제1통보 방식 내지 제3통보 방식 중 어떤 통보 방식을 사용하여 UE의 타이밍 동기 에러 보상이 필요함을 통보하는지에 따라 하기와 같은 세 가지 방 식 중 한 가지 방식으로 동작한다.
첫 번째로, 상기 기지국이 제1통보 방식을 사용할 경우, 상기 제어기(513)는 상기 수신기(511)를 통해 수신되는 MAC 메시지 혹은 어플리케이션 메시지를 사용하여 상기 기지국의 서비스 영역이 타이밍 동기 에러 보상 영역임을 인식하고, 상기 UE가 현재 방송 서비스(MBS: Multicast and Broadcast Service, 이하 'MBS'라 칭하기로 한다)를 제공받고 있는지 혹은 셀 스캐닝(cell scanning) 동작을 수행하고 있는지를 검사한다. 상기 제어기(513)는 상기 검사 결과 상기 UE가 현재 MBS를 제공받고 있거나 혹은 셀 스캐닝 동작을 수행하고 있을 경우 타이밍 동기 에러 보상이 필요하다고 결정하고, 상기 타이밍 동기 설정기(515)가 타이밍 동기 에러를 보상하여 타이밍 동기를 설정하도록 제어한다. 상기 타이밍 동기 설정기(515)는 상기에서 설명한 바와 같이 타이밍 포인트를 타이밍 동기 에러 보상 값 Tadvance만큼 앞으로 당김으로써 타이밍 동기 에러를 보상하여 타이밍 동기를 설정한다.
두 번째로, 상기 기지국이 제2통보 방식을 사용할 경우, 상기 제어기(513)는 상기 수신기(511)를 통해 수신되는 프리앰블을 사용하여 상기 기지국의 서비스 영역이 타이밍 동기 에러 보상 영역임을 인식하고, 상기 UE가 현재 MBS를 제공받고 있는지 혹은 셀 스캐닝 동작을 수행하고 있는지를 검사한다. 상기 제어기(513)는 상기 검사 결과 상기 UE가 현재 MBS를 제공받고 있거나 혹은 셀 스캐닝 동작을 수행하고 있을 경우 타이밍 동기 에러 보상이 필요하다고 결정하고, 상기 타이밍 동기 설정기(515)가 타이밍 동기 에러를 보상하여 타이밍 동기를 설정하도록 제어한 다.
세 번째로, 상기 기지국이 제3통보 방식을 사용할 경우, 상기 제어기(513)는 상기 수신기(511)를 통해 수신되는 MAC 메시지 혹은 어플리케이션 메시지를 사용하여 타이밍 포인트 이동 명령을 인식하고, 상기 UE가 현재 MBS를 제공받고 있는지 혹은 셀 스캐닝 동작을 수행하고 있는지를 검사한다. 상기 제어기(513)는 상기 검사 결과 상기 UE가 현재 MBS를 제공받고 있거나 혹은 셀 스캐닝 동작을 수행하고 있을 경우 타이밍 동기 에러 보상이 필요하다고 결정하고, 상기 타이밍 동기 설정기(515)가 타이밍 동기 에러를 보상하여 타이밍 동기를 설정하도록 제어한다.
한편, 도 5에는 수신기(511)와, 제어기(513)와, 타이밍 동기 설정기(515)가 별도의 블록으로 도시되어 있으나 상기 수신기(511)와, 제어기(513)와, 타이밍 동기 설정기(515)가 1개의 블록으로 통합 구현될 수 있음은 물론이다.
한편, 도 5에서 설명한 바와 같이 UE가 타이밍 동기 에러를 보상할 경우 ISI가 제거되며, 이를 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 실내 피코 셀 통신 시스템에서 UE가 타이밍 동기 에러를 보상할 경우의 기지국 수신 신호 관계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, TFFT_origin_start는 UE가 타이밍 동기 에러를 보상하기 이전의 타이밍 포인트를 나타내며, TFFT_new_start는 UE가 타이밍 동기 에러를 보상한 후의 타이밍 포인트를 나타낸다. 즉, TFFT_new_start는 TFFT_origin_start에서 타이밍 동기 에러 보상 값 Tadvance만큼 타이밍 동기 에러 보상된 타이밍 포인트를 나타낸다. 이렇게, UE의 타이밍 포인트가 TFFT_new_start로 설정되면, 인접 기지국 수신 신호(i)가 서빙 기지국 수신 신호보다 먼저 도착하거나, 인접 기지국 수신 신호(ii)가 서빙 기지국 수신 신호보다 늦게 도착하는 경우 모두 타이밍 동기 에러를 보상하여 ISI를 제거할 수 있다.
다음으로 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 실내 피코 셀 통신 시스템에서 기지국이 제1통보 방식을 사용할 경우 UE가 타이밍 동기 에러를 보상하는 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 실내 피코 셀 통신 시스템에서 기지국이 제1통보 방식을 사용할 경우 UE가 타이밍 동기 에러를 보상하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 711단계에서 UE는 수신된 MAC 메시지 혹은 어플리케이션 메시지를 분석한 후 713단계로 진행한다. 상기 713단계에서 상기 UE는 상기 분석 결과 상기 UE가 존재하고 있는 기지국의 서비스 영역이 타이밍 동기 에러 보상 영역인지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 UE가 존재하고 있는 기지국의 서비스 영역이 타이밍 동기 에러 보상 영역이 아닐 경우 상기 UE는 715단계로 진행한다. 상기 715단계에서 상기 UE는 현재 설정되어 있는 타이밍 포인트를 유지한다.
한편, 상기 713단계에서 검사 결과 상기 UE가 존재하고 있는 기지국의 서비스 영역이 타이밍 동기 에러 보상 영역일 경우 상기 UE는 717단계로 진행한다. 상 기 717단계에서 상기 UE는 현재 MBS를 제공받고 있거나 혹은 셀 스캐닝 동작을 수행하고 있는지 검사한다. 상기 검사 결과 현재 MBS를 제공받고 있지 않고 셀 스캐닝 동작을 수행하고 있지 않을 경우 상기 715단계로 진행한다. 한편, 상기 717단계에서 검사 결과 현재 MBS를 제공받고 있거나 혹은 셀 스캐닝 동작을 수행하고 있을 경우 상기 UE는 719단계로 진행한다. 상기 719단계에서 상기 UE는 타이밍 동기 에러를 보상하여 타이밍 포인트를 설정한다.
다음으로 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 실내 피코 셀 통신 시스템에서 기지국이 제2통보 방식을 사용할 경우 UE가 타이밍 동기 에러를 보상하는 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 실내 피코 셀 통신 시스템에서 기지국이 제2통보 방식을 사용할 경우 UE가 타이밍 동기 에러를 보상하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 8을 참조하면, 811단계에서 UE는 프리앰블을 분석한 후 813단계로 진행한다. 상기 813단계에서 상기 UE는 상기 분석 결과 상기 UE가 존재하고 있는 기지국의 서비스 영역이 타이밍 동기 에러 보상 영역인지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 UE가 존재하고 있는 기지국의 서비스 영역이 타이밍 동기 에러 보상 영역이 아닐 경우 상기 UE는 815단계로 진행한다. 상기 815단계에서 상기 UE는 현재 설정되어 있는 타이밍 포인트를 유지한다.
한편, 상기 813단계에서 검사 결과 상기 UE가 존재하고 있는 기지국의 서비스 영역이 타이밍 동기 에러 보상 영역일 경우 상기 UE는 817단계로 진행한다. 상 기 817단계에서 상기 UE는 현재 MBS를 제공받고 있거나 혹은 셀 스캐닝 동작을 수행하고 있는지 검사한다. 상기 검사 결과 현재 MBS를 제공받고 있지 않고 셀 스캐닝 동작을 수행하고 있지 않을 경우 상기 815단계로 진행한다. 한편, 상기 817단계에서 검사 결과 현재 MBS를 제공받고 있거나 혹은 셀 스캐닝 동작을 수행하고 있을 경우 상기 UE는 819단계로 진행한다. 상기 819단계에서 상기 UE는 타이밍 동기 에러를 보상하여 타이밍 포인트를 설정한다.
다음으로 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 실내 피코 셀 통신 시스템에서 기지국이 제3통보 방식을 사용할 경우 UE가 타이밍 동기 에러를 보상하는 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 실내 피코 셀 통신 시스템에서 기지국이 제3통보 방식을 사용할 경우 UE가 타이밍 동기 에러를 보상하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 9를 참조하면, 911단계에서 UE는 수신된 MAC 메시지 혹은 어플리케이션 메시지를 분석한 후 913단계로 진행한다. 상기 913단계에서 상기 UE는 상기 분석 결과 타이밍 포인트 이동 명령이 포함되어 있는지 검사한다. 상기 검사 결과 타이밍 포인트 이동 명령이 포함되어 있지 않을 경우 상기 UE는 915단계로 진행한다. 상기 915단계에서 상기 UE는 현재 설정되어 있는 타이밍 포인트를 유지한다.
한편, 상기 913단계에서 검사 결과 타이밍 포인트 이동 명령이 포함되어 있을 경우 상기 UE는 917단계로 진행한다. 상기 917단계에서 상기 UE는 현재 MBS를 제공받고 있거나 혹은 셀 스캐닝 동작을 수행하고 있는지 검사한다. 상기 검사 결 과 현재 MBS를 제공받고 있지 않고 셀 스캐닝 동작을 수행하고 있지 않을 경우 상기 915단계로 진행한다. 한편, 상기 917단계에서 검사 결과 현재 MBS를 제공받고 있거나 혹은 셀 스캐닝 동작을 수행하고 있을 경우 상기 UE는 919단계로 진행한다. 상기 919단계에서 상기 UE는 타이밍 동기 에러를 보상하여 타이밍 포인트를 설정한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 일반적인 통신 시스템에서 기지국 수신 신호간 타이밍의 차이를 도시한 도면
도 2는 일반적인 통신 시스템에서 ISI에 의한 CINR 추정 성능 에러를 도시한 도면
도 3은 일반적인 통신 시스템에서 UE가 MBS를 제공받고 있을 경우의 수신 신호 타이밍 차이에 의한 영향을 개략적으로 도시한 도면
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 실내 피코 셀 통신 시스템의 기지국 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 실내 피코 셀 통신 시스템의 UE 구조를 도시한 도면
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 모바일 와이맥스 실내 피코 셀 통신 시스템에서 UE가 타이밍 동기 에러를 보상할 경우의 기지국 수신 신호 관계를 개략적으로 도시한 도면
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 실내 피코 셀 통신 시스템에서 기지국이 제1통보 방식을 사용할 경우 UE가 타이밍 동기 에러를 보상하는 과정을 도시한 순서도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 실내 피코 셀 통신 시스템에서 기지국이 제2통보 방식을 사용할 경우 UE가 타이밍 동기 에러를 보상하는 과정을 도시한 순서도
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 실내 피코 셀 통신 시스템에서 기지국이 제3통보 방식을 사용할 경우 UE가 타이밍 동기 에러를 보상하는 과정을 도시한 순서도

Claims (26)

  1. 인도어 통신 시스템의 기지국에서 타이밍 동기 에러 보상을 수행하는 방법에 있어서,
    사용자 단말기의 타이밍 동기 에러 보상이 필요한 경우, 상기 타이밍 동기 에러 보상과 관련된 정보를 포함하는 메시지를 생성하는 과정과,
    상기 사용자 단말기에게 상기 생성된 메시지를 방송하는 과정을 포함하며,
    상기 사용자 단말기는 상기 인도어 통신 시스템의 서비스 영역에 위치하고,
    상기 타이밍 에러 보상과 관련된 정보는 상기 기지국의 서비스 영역이 상기 사용자 단말기의 타이밍 동기 에러 보상을 필요로 하는 영역임을 나타냄을 특징으로 하는 타이밍 동기 에러 보상 수행 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인도어 통신 시스템은 GPS(Global Positioning System)를 이용한 타이밍 동기를 설정하지 않음을 특징으로 하는 타이밍 동기 에러 보상 수행 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 인도어 통신 시스템이 CP(Cyclic Prefix)를 사용할 경우, 상기 타이밍 동기 에러 보상은 상기 CP의 길이와 상기 인도어 통신 시스템의 채널의 최대 초과 지연 확산을 고려하여 수행됨을 특징으로 하는 타이밍 동기 에러 보상 수행 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 인도어 통신 시스템이 CP(Cyclic Prefix)를 사용할 경우, 상기 타이밍 동기 에러 보상은 타이밍 동기 에러 보상 값을 기반으로 수행되며, 상기 타이밍 동기 에러 보상 값은 상기 CP의 길이로부터 상기 인도어 통신 시스템의 채널의 최대 초과 지연 확산을 감산함으로써 결정됨을 특징으로 하는 타이밍 동기 에러 보상 수행 방법.
  5. 인도어 통신 시스템의 기지국에 있어서,
    사용자 단말기의 타이밍 동기 에러 보상이 필요한 경우, 상기 타이밍 동기 에러 보상과 관련된 정보를 포함하는 메시지를 생성하는 제어기와,
    상기 사용자 단말기에게 상기 생성된 메시지를 방송하는 송신기를 포함하며,
    상기 사용자 단말기는 상기 인도어 통신 시스템의 서비스 영역에 위치하고,
    상기 타이밍 에러 보상과 관련된 정보는 상기 기지국의 서비스 영역이 상기 사용자 단말기의 타이밍 동기 에러 보상을 필요로 하는 영역임을 나타냄을 특징으로 하는 기지국.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 인도어 통신 시스템은 GPS(Global Positioning System)를 이용한 타이밍 동기를 설정하지 않음을 특징으로 하는 기지국.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 인도어 통신 시스템이 CP(Cyclic Prefix)를 사용할 경우, 상기 타이밍 동기 에러 보상은 상기 CP의 길이와 상기 인도어 통신 시스템의 채널의 최대 초과 지연 확산을 고려하여 수행됨을 특징으로 하는 기지국.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 인도어 통신 시스템이 CP(Cyclic Prefix)를 사용할 경우, 상기 타이밍 동기 에러 보상은 타이밍 동기 에러 보상 값을 기반으로 수행되며, 상기 타이밍 동기 에러 보상 값은 상기 CP의 길이로부터 상기 인도어 통신 시스템의 채널의 최대 초과 지연 확산을 감산함으로써 결정됨을 특징으로 기지국.
  9. 인도어 통신 시스템의 사용자 단말기에서 타이밍 동기 에러 보상을 수행하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 방송되는 타이밍 동기 에러 보상과 관련된 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 수신된 메시지에 따라 상기 타이밍 동기 에러 보상을 수행하는 과정과,
    상기 사용자 단말기는 상기 인도어 통신 시스템의 서비스 영역에 위치하고,
    상기 타이밍 에러 보상과 관련된 정보는 상기 기지국의 서비스 영역이 상기 사용자 단말기의 타이밍 동기 에러 보상을 필요로 하는 영역임을 나타냄을 특징으로 하는 타이밍 동기 에러 보상 수행 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 인도어 통신 시스템이 CP(Cyclic Prefix)를 사용할 경우, 상기 타이밍 동기 에러 보상은 상기 CP의 길이와 상기 인도어 통신 시스템의 채널의 최대 초과 지연 확산을 고려하여 수행됨을 특징으로 하는 타이밍 동기 에러 보상 수행 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 인도어 통신 시스템은 GPS(Global Positioning System)를 이용한 타이밍 동기를 설정하지 않음을 특징으로 하는 타이밍 동기 에러 보상 수행 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 인도어 통신 시스템이 CP(Cyclic Prefix)를 사용할 경우, 상기 타이밍 동기 에러 보상은 타이밍 동기 에러 보상 값을 기반으로 수행되며, 상기 타이밍 동기 에러 보상 값은 상기 CP의 길이로부터 상기 인도어 통신 시스템의 채널의 최대 초과 지연 확산을 감산함으로써 결정됨을 특징으로 하는 타이밍 동기 에러 보상 수행 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 타이밍 동기 에러 보상을 수행하는 과정은,
    현재 설정되어 있는 타이밍 포인트에서 타이밍 동기 에러 보상 값만큼 앞으로 당겨 타이밍 포인트를 설정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 타이밍 동기 에러 보상 수행 방법.
  14. 인도어 통신 시스템의 사용자 단말기에 있어서,
    기지국으로부터 방송되는 타이밍 동기 에러 보상과 관련된 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 수신기와,
    상기 수신된 메시지에 따라 상기 타이밍 동기 에러 보상을 수행하는 제어기를 포함하며,
    상기 사용자 단말기는 상기 인도어 통신 시스템의 서비스 영역에 위치하고,
    상기 타이밍 에러 보상과 관련된 정보는 상기 기지국의 서비스 영역이 상기 사용자 단말기의 타이밍 동기 에러 보상을 필요로 하는 영역임을 나타냄을 특징으로 하는 사용자 단말기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 인도어 통신 시스템은 GPS(Global Positioning System)를 이용한 타이밍 동기를 설정하지 않음을 특징으로 하는 사용자 단말기.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 인도어 통신 시스템이 CP(Cyclic Prefix)를 사용할 경우, 상기 타이밍 동기 에러 보상은 타이밍 동기 에러 보상 값을 기반으로 수행되며, 상기 타이밍 동기 에러 보상 값은 상기 CP의 길이로부터 상기 인도어 통신 시스템의 채널의 최대 초과 지연 확산을 감산함으로써 결정됨을 특징으로 하는 사용자 단말기.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 인도어 통신 시스템이 CP(Cyclic Prefix)를 사용할 경우, 상기 타이밍 동기 에러 보상은 상기 CP의 길이와 상기 인도어 통신 시스템의 채널의 최대 초과 지연 확산을 고려하여 수행됨을 특징으로 하는 사용자 단말기.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어기는 현재 설정되어 있는 타이밍 포인트에서 타이밍 동기 에러 보상 값만큼 앞으로 당겨 타이밍 포인트를 설정하여 상기 타이밍 동기 에러 보상을 수행함을 특징으로 하는 사용자 단말기.
  19. 제9항에 있어서,
    상기 수신된 메시지에 따라 상기 타이밍 동기 에러 보상을 수행하는 과정은;
    상기 사용자 단말기가 현재 방송 서비스(multicast and broadcast service: MBS)를 제공받고 있는지 혹은 셀 스캐닝(cell scanning) 동작을 수행하고 있는지 결정하는 과정과,
    상기 타이밍 동기 에러 보상이 필요할 경우 상기 수신된 메시지에 따라 상기 타이밍 동기 에러 보상을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 타이밍 동기 에러 보상 수행 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 인도어 통신 시스템이 CP(Cyclic Prefix)를 사용할 경우, 상기 타이밍 동기 에러 보상은 타이밍 동기 에러 보상 값을 기반으로 수행되며, 상기 타이밍 동기 에러 보상 값은 상기 CP의 길이로부터 상기 인도어 통신 시스템의 채널의 최대 초과 지연 확산을 감산함으로써 결정됨을 특징으로 하는 타이밍 동기 에러 보상 수행 방법.
  21. 삭제
  22. 제13항에 있어서,
    상기 인도어 통신 시스템이 CP(Cyclic Prefix)를 사용할 경우, 상기 타이밍 동기 에러 보상은 타이밍 동기 에러 보상 값을 기반으로 수행되며, 상기 타이밍 동기 에러 보상 값은 상기 CP의 길이로부터 상기 인도어 통신 시스템의 채널의 최대 초과 지연 확산을 감산함으로써 결정됨을 특징으로 하는 타이밍 동기 에러 보상 수행 방법.
  23. 제14항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 사용자 단말기가 현재 방송 서비스(multicast and broadcast service: MBS)를 제공받고 있는지 혹은 셀 스캐닝(cell scanning) 동작을 수행하고 있는지 결정하고, 상기 타이밍 동기 에러 보상이 필요할 경우 상기 수신된 메시지에 따라 상기 타이밍 동기 에러 보상을 수행함을 특징으로 하는 사용자 단말기.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 인도어 통신 시스템이 CP(Cyclic Prefix)를 사용할 경우, 상기 타이밍 동기 에러 보상은 타이밍 동기 에러 보상 값을 기반으로 수행되며, 상기 타이밍 동기 에러 보상 값은 상기 CP의 길이로부터 상기 인도어 통신 시스템의 채널의 최대 초과 지연 확산을 감산함으로써 결정됨을 특징으로 하는 사용자 단말기.
  25. 삭제
  26. 삭제
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